专栏首页云前端人人都能看懂的鸿蒙 “JS 小程序” 数据绑定原理

人人都能看懂的鸿蒙 “JS 小程序” 数据绑定原理

在几天前开源的华为 HarmonyOS (鸿蒙)中,提供了一种“微信小程序”式的跨平台开发框架,通过 Toolkit 将应用代码编译打包成 JS Bundle,解析并生成原生 UI 组件。

按照?入门文档,很容易就能跑通 demo,唯一需要注意的是弹出网页登录时用 chrome 浏览器可能无法成功

?JS 应用框架部分的代码主要在 ?ace_lite_jsfwk 仓库 中,其模块组成如下图所示:

其中为了实现声明式 API 开发中的单向数据绑定机制,在 ace_lite_jsfwk 代码仓库的 packages/runtime-core/src 目录中实现了一个 ViewModel 类来完成数据劫持。

这部分的代码总体上并不复杂,在国内开发社区已经很习惯 Vue.js 和微信小程序开发的情况下,虽有不得已而为之的仓促,但也算水到渠成的用一套清晰的开源方案实现了类似的开发体验,也为更广泛的开发者快速入场丰富 HarmonyOS 生态开了个好头。

本文范围局限在 ace_lite_jsfwk 代码仓库中,且主要谈论 JS 部分。为叙述方便,对私有方法/作用域内部函数等名词不做严格区分。

ViewModel 类

packages/runtime-core/src/core/index.js

构造函数

主要工作就是依次解析唯一参数 options 中的属性字段:

  • 对于 options.render,赋值给 vm.$render 后,在运行时交与“JS 应用框架”层的 C++ 代码生成的原生 UI 组件,并由其渲染方法调用:
// src/core/context/js_app_context.cpp

jerry_value_t JsAppContext::Render(jerry_value_t viewModel) const
{
    // ATTR_RENDER 即 vm.$render 方法
    jerry_value_t renderFunction = jerryx_get_property_str(viewModel, ATTR_RENDER);
    jerry_value_t nativeElement = CallJSFunction(renderFunction, viewModel, nullptr, 0);
    return nativeElement;
}
  • 对于 options.styleSheet,也是直接把样式丢给由 src/core/stylemgr/app_style_manager.cpp 定义的 C++ 类 AppStyleManager 去处理
  • 对于 options 中其他的自定义方法,直接绑定到 vm 上
else if (typeof value === 'function') {
        vm[key] = value.bind(vm);
}

options.data

同样在构造函数中,对于最主要的 options.data,做了两项处理:

  • 首先,遍历 data 中的属性字段,通过 Object.defineProperty 代理 vm 上对应的每个属性, 使得对 vm.foo = 123 这样的操作实际上是背后 options.data.foo 的代理:
/**
 * proxy data
 * @param {ViewModel} target - 即 vm 实例
 * @param {Object} source - 即 data
 * @param {String} key - data 中的 key
 */
function proxy(target, source, key) {
  Object.defineProperty(target, key, {
    enumerable: false,
    configurable: true,
    get() {
      return source[key];
    },
    set(value) {
      source[key] = value;
    }
  });
}
  • 其次,通过 Subject.of(data) 将 data 注册为被观察的对象,具体逻辑后面会解释。

组件的 $watch 方法

作为文档中唯一提及的组件“事件方法”,和 render() 及组件生命周期等方法一样,也是直接由 C++ 实现。除了可以在组件实例中显式调用 this.watch,组件渲染过程中也会自动触发,比如处理属性时的调用顺序:

  1. Component::Render()
  2. Component::ParseOptions()
  3. Component::ParseAttrs(attrs) 中求出 newAttrValue = ParseExpression(attrKey, attrValue)
  4. ParseExpression 的实现为:
// src/core/components/component.cpp 

/**
 * check if the pass-in attrValue is an Expression, if it is, calculate it and bind watcher instance.
 * if it's not, just return the passed-in attrValue itself.
 */
jerry_value_t Component::ParseExpression(jerry_value_t attrKey, jerry_value_t attrValue)
{
    jerry_value_t options = jerry_create_object();
    JerrySetNamedProperty(options, ARG_WATCH_EL, nativeElement_);
    JerrySetNamedProperty(options, ARG_WATCH_ATTR, attrKey);
    jerry_value_t watcher = CallJSWatcher(attrValue, WatcherCallbackFunc, options);
    jerry_value_t propValue = UNDEFINED;
    if (IS_UNDEFINED(watcher) || jerry_value_is_error(watcher)) {
        HILOG_ERROR(HILOG_MODULE_ACE, "Failed to create Watcher instance.");
    } else {
        InsertWatcherCommon(watchersHead_, watcher);
        propValue = jerryx_get_property_str(watcher, "_lastValue");
    }
    jerry_release_value(options);
    return propValue;
}

在上面的代码中,通过 InsertWatcherCommon 间接实例化一个 Watcher:Watcher *node = new Watcher()

// src/core/base/js_fwk_common.h

struct Watcher : public MemoryHeap {
    ACE_DISALLOW_COPY_AND_MOVE(Watcher);
    Watcher() : watcher(jerry_create_undefined()), next(nullptr) {}
    jerry_value_t watcher;
    struct Watcher *next;
};
// src/core/base/memory_heap.cpp

void *MemoryHeap::operator new(size_t size)
{
    return ace_malloc(size);
}

通过 ParseExpression 中的 propValue = jerryx_get_property_str(watcher, "_lastValue") 一句,结合 JS 部分 ViewModel 类的源码可知,C++ 部分的 watcher 概念对应的正是 JS 中的 observer:

// packages/runtime-core/src/core/index.js

ViewModel.prototype.$watch = function(getter, callback, meta) {
  return new Observer(this, getter, callback, meta);
};

下面就来看看 Observer 的实现。

Observer 观察者类

packages/runtime-core/src/observer/observer.js

构造函数和 update()

主要工作就是将构造函数的几个参数存储为实例私有变量,其中

  • _ctx 上下文变量对应的就是一个要观察的 ViewModel 实例,参考上面的 $watch 部分代码
  • 同样,_getter_fn_meta 也对应着 $watch 的几个参数

构造函数的最后一句是 this._lastValue = this._get(),这就涉及到了 _lastValue 私有变量_get() 私有方法,并引出了与之相关的 update() 实例方法等几个东西。

  • 显然,对 _lastValue 的首次赋值是在构造函数中通过 _get() 的返回值完成的:
Observer.prototype._get = function() {
  try {
    ObserverStack.push(this);
    return this._getter.call(this._ctx);
  } finally {
    ObserverStack.pop();
  }
};

稍微解释一下这段乍看有些恍惚的代码 -- 按照 ?ECMAScript Language 官方文档中的规则,简单来说就是会按照 “执行 try 中 return 之前的代码” --> “执行并缓存 try 中 return 的代码” --> “执行 finally 中的代码” --> “返回缓存的 try 中 return 的代码” 的顺序执行:

比如有如下代码:

let _str = '';

function Abc() {}
Abc.prototype.hello = function() {
  try {
    _str += 'try';
    return _str + 'return';
  } catch (ex) {
    console.log(ex);
  } finally {
    _str += 'finally';
  }
};

const abc = new Abc();
const result = abc.hello();
console.log('[result]', result, _str);

输出结果为:

[result] tryreturn tryfinally

了解这个概念就好了,后面我们会在运行测试用例时看到更具体的效果。

  • 其后,_lastValue 再次被赋值就是在 update() 中完成的了:
Observer.prototype.update = function() {
  const lastValue = this._lastValue;
  const nextValue = this._get();
  const context = this._ctx;
  const meta = this._meta;

  if (nextValue !== lastValue || canObserve(nextValue)) {
    this._fn.call(context, nextValue, lastValue, meta);
    this._lastValue = nextValue;
  }
};
// packages/runtime-core/src/observer/utils.js 

export const canObserve = target => typeof target === 'object' && target !== null;

逻辑简单清晰,对新旧值做比较,并取出 context/meta 等一并给组件中传入等 callback 调用。

新旧值的比较就是用很典型的办法,也就是经过判断后可被观察的 Object 类型对象,直接用 !== 严格相等性比较,同样,这由 JS 本身按照 ?ECMAScript Language 官方文档中的相关计算方法执行就好了:

# 7.2.13 SameValueNonNumeric ( x, y )

...

8. If x and y are the same Object value, return true. Otherwise, return false.

另外我们可以了解到,该 update() 方法只有 Subject 实例会调用,这个同样放到后面再看。

订阅/取消订阅

Observer.prototype.subscribe = function(subject, key) {
  const detach = subject.attach(key, this);
  if (typeof detach !== 'function') {
    return void 0;
  }
  if (!this._detaches) {
    this._detaches = [];
  }
  this._detaches.push(detach);
};
  • 通过 subject.attach(key, this) 记录当前 observer 实例
  • 上述调用返回一个函数并暂存在 observer 实例本身的 _detaches 数组中,用以在将来取消订阅
Observer.prototype.unsubscribe = function() {
  const detaches = this._detaches;
  if (!detaches) {
    return void 0;
  }
  while (detaches.length) {
    detaches.pop()(); // 注意此处的立即执行
  }
};

unsubscribe 的逻辑就很自然了,执行动作的同时,也会影响到 observer/subject 中各自的私有数组。

顺便查询一下可知,只有 Subject 类里面的一处调用了订阅方法:

经过了上面这些分析,Subject 类的逻辑也呼之欲出。

Subject 被观察主体类

packages/runtime-core/src/observer/subject.js

Subject.of() 和构造函数

正如在 ViewModel 构造函数中最后部分看到的,用静态方法 Subject.of() 在事实上提供 Subject 类的实例化 -- 此方法只是预置了一些可行性检测和防止对同一目标重复实例化等处理。

真正的构造函数完成两项主要任务:

  1. 将 subject 实例本身指定到 目标(也就是 ViewModel 实例化时的 options.data) 的一个私有属性(即 data["__ob__"])上
  2. 调用私有方法 hijack(),再次(第一次是在 ViewModel 构造函数中)遍历目标 data 中的属性,而这主要是为了
    • 在 getter 中触发栈顶(也就是 ObserverStack.top())的 observer 的订阅
    • 在 setter 中通过 notify() 方法通知所有订阅了此属性的 observer 们
/**
 * observe object
 * @param {any} target the object to be observed
 * @param {String} key the key to be observed
 * @param {any} cache the cached value
 */
function hijack(target, key, cache) {
  const subject = target[SYMBOL_OBSERVABLE]; // "__ob__"

  Object.defineProperty(target, key, {
    enumerable: true,
    get() {
      const observer = ObserverStack.top();
      if (observer) {
        console.log('[topObserver.subscribe in Subject::hijack]');
        observer.subscribe(subject, key);
      }
   ...
      return cache;
    },
    set(value) {
      cache = value;
      subject.notify(key);
    },
  });
}

当然逻辑中还考虑了嵌套数据的情况,并对数组方法做了特别的劫持,这些不展开说了。

attach(key, observer) 函数

  • subject 对象的 _obsMap 对象中,每个 key 持有一个数组保存订阅该 key 的 observer 们
  • 正如前面在 Observer 的订阅方法中所述,传入的 observer 实例按 key 被推入 _obsMap 对象中的子数组里
  • 返回一个和传入 observer 实例对应的取消订阅方法,供 observer.unsubscribe() 调用

notify() 函数

Subject.prototype.notify = function (key) {
  ...
  this._obsMap[key].forEach((observer) => observer.update());
};

唯一做的其实就是构造函数中分析的,在被劫持属性 setter 被触发时调用每个 observer.update()

ObserverStack 观察者栈对象

packages/runtime-core/src/observer/utils.js

在 Observer/Subject 的介绍中,已经反复提及过 ObserverStack 对象,再次确认,也的确就是被这两个类的实例引用过:

ObserverStack 对象作为 observer 实例动态存放的地方,并以此成为每次 get 数据时按序执行 watcher 的媒介。其实现也平平无奇非常简单:

export const ObserverStack = {
  stack: [],
  push(observer) {
    this.stack.push(observer);
  },
  pop() {
    return this.stack.pop();
  },
  top() { // 实际上是将数组“队尾”当作栈顶方向的
    return this.stack[this.stack.length - 1];
  }
};

理解 VM 执行过程

光说不练假把式,光练不说傻把式,连工带料,连盒儿带药,您吃了我的大力丸,甭管你让刀砍着、斧剁着、车轧着、马趟着、牛顶着、狗咬着、鹰抓着、鸭子踢着 下面我们就插入适当的注释,并实际运行一个自带的测试用例,来看看这部分实际的执行效果:

// packages/runtime-core/src/__test__/index.test.js

  test.only('04_watch_basic_usage', (done) => {
    const vm = new ViewModel({
      data: function () {
        return { count: 1 };
      },
      increase() {
        ++this.count;
      },
      decrease() {
        --this.count;
      },
    });
    console.log('test step 1 =========================');
    expect(vm.count).toBe(1);
    console.log('test step 2 =========================');
    const watcher = vm.$watch(
      () => vm.count,
      (value) => {
        expect(value).toBe(2);
        watcher.unsubscribe();
        done();
      }
    );
    console.log('test step 3 =========================');
    vm.increase();
  });

运行结果:

 PASS  src/__test__/index.test.js
  ViewModel
    ✓ 04_watch_basic_usage (32 ms)
    ○ skipped 01_proxy_data
    ○ skipped 02_data_type
    ○ skipped 03_handler
    ○ skipped 05_watch_nested_object
    ○ skipped 06_watch_array
    ○ skipped 07_observed_array_push
    ○ skipped 08_observed_array_pop
    ○ skipped 09_observed_array_unshift
    ○ skipped 10_observed_array_shift
    ○ skipped 11_observed_array_splice
    ○ skipped 12_observed_array_reverse
    ○ skipped 13_watch_multidimensional_array
    ○ skipped 14_watch_multidimensional_array
    ○ skipped 15_change_array_by_index
    ○ skipped 15_watch_object_array
    ○ skipped 99_lifecycle

  console.log
    test step 1 =========================

      at Object.<anonymous> (src/__test__/index.test.js:66:13)

  console.log
    [proxy in VM] count

      at ViewModel.count (src/core/index.js:102:15)

  console.log
    [get in Subject::hijack] 
            key: count, 
            stack length: 0

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:144:15)

  console.log
    test step 2 =========================

      at Object.<anonymous> (src/__test__/index.test.js:68:13)

  console.log
    [new in Observer]

      at new Observer (src/observer/observer.js:29:11)

  console.log
    [_get ObserverStack.push(this) in Observer]
            stack length: 1

      at Observer._get (src/observer/observer.js:36:13)

  console.log
    [proxy in VM] count

      at ViewModel.count (src/core/index.js:102:15)

  console.log
    [get in Subject::hijack] 
            key: count, 
            stack length: 1

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:144:15)

  console.log
    [topObserver.subscribe in Subject::hijack]

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:151:17)

  console.log
    [subscribe in Observer] 
      key: count, 
      typeof detach: function

      at Observer.subscribe (src/observer/observer.js:67:11)

  console.log
    [_get ObserverStack.pop() in Observer] 
            stack length: 0

      at Observer._get (src/observer/observer.js:45:13)

  console.log
    test step 3 =========================

      at Object.<anonymous> (src/__test__/index.test.js:77:13)

  console.log
    [proxy in VM] count

      at ViewModel.get (src/core/index.js:102:15)

  console.log
    [get in Subject::hijack] 
            key: count, 
            stack length: 0

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:144:15)

  console.log
    [set in Subject::hijack] 
            key: count, 
            value: 2,
            cache: 1,
            stack length: 0

      at Object.set [as count] (src/observer/subject.js:163:15)

  console.log
    [update in Observer]

      at Observer.update (src/observer/observer.js:54:11)
          at Array.forEach (<anonymous>)

  console.log
    [_get ObserverStack.push(this) in Observer]
            stack length: 1

      at Observer._get (src/observer/observer.js:36:13)
          at Array.forEach (<anonymous>)

  console.log
    [proxy in VM] count

      at ViewModel.count (src/core/index.js:102:15)
          at Array.forEach (<anonymous>)

  console.log
    [get in Subject::hijack] 
            key: count, 
            stack length: 1

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:144:15)
          at Array.forEach (<anonymous>)

  console.log
    [topObserver.subscribe in Subject::hijack]

      at Object.get [as count] (src/observer/subject.js:151:17)
          at Array.forEach (<anonymous>)

  console.log
    [subscribe in Observer] 
      key: count, 
      typeof detach: undefined

      at Observer.subscribe (src/observer/observer.js:67:11)

  console.log
    [_get ObserverStack.pop() in Observer] 
            stack length: 0

      at Observer._get (src/observer/observer.js:45:13)
          at Array.forEach (<anonymous>)

Test Suites: 1 passed, 1 total
Tests:       16 skipped, 1 passed, 17 total
Snapshots:   0 total
Time:        1.309 s

总结

在 runtime-core 中,用非常简单而不失巧妙的代码,完成了 ViewModel 类最基础的功能,为响应式开发提供了比较完整的基本支持。

参考资料

--End--

本文分享自微信公众号 - 云前端(fewelife),作者:云前端

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2020-09-22

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • 前端视角看HarmonyOS

    公元 2021 年 6 月 2 日,【 HarmonyOS2.0 】正式发布,以 JavaScript 作为 IoT 应用开发的架构语言,这是继 SpaceX ...

    公众号@魔术师卡颂
  • 不吹不擂,一文揭秘鸿蒙操作系统

    ? 作者:michalliu,腾讯 WXG 客户端开发工程师 华为鸿蒙OS有什么创新,是否自主研发完全开源,本文带你深入鸿蒙的世界。 一、初识鸿蒙 国内在计算...

    腾讯技术工程官方号
  • 鸿蒙HarmonyOS官方JavaScript demo解析

    今天小编就带大家来学习鸿蒙JavaScript demo,不需要Java和Android基础,相信大家都能跟着我一起把demo看懂看透。首先还是下载安装 Dev...

    肉眼品世界
  • 这就是鸿蒙系统?

    我手头使用的是一部华为Mate 20 pro手机,快三年时间了。作为一名数码爱好者,对于系统升级非常积极,每次收到系统更新通知,都会在第一时间升级。这次鸿蒙系统...

    云水木石
  • 【第22期】HarmonyOS应用开发(基础篇)

    这不就是说,以后华为手机都是鸿蒙系统了嘛?鸿蒙还发出了一条视频,视频中显示2021年6月2号将开启鸿蒙操作系统及华为全场景新品发布会。预计现在支持EMUI11升...

    siberiawolf
  • 浅析鸿蒙 JavaScript GUI 技术栈

    众所周知,刚刚开源的「鸿蒙 2.0」以 JavaScript 作为 IoT 应用开发的框架语言。这标志着继 SpaceX 上天之后,JavaScript 再一次...

    zz_jesse
  • 前端开发华为鸿蒙系统应用 OpenHarmony JS

    其实说了这么多,也只是一个噱头,未来的路还很长,我经常再 blink 里面看到有人投票说,华为鸿蒙操作系统将取代安卓操作系统,我先否定一下。发展好了最多也只是三...

    孙叫兽
  • 【鸿蒙学院】鸿蒙App开发直播学员提问与回答

    Q1. 安卓开发的APP能运行在鸿蒙系统么,鸿蒙和安卓的关系是子集还是扩展或是完全独立不同的

    蒙娜丽宁
  • 抢先学鸿蒙(HarmonyOS)2.0,你就是下一个大咖!

    2020年9月10日,华为开发者大会发布了鸿蒙(HarmonyOS)2.0。HarmonyOS是全场景操作系统。也就是说,从理论上,HarmonyOS可以在任何...

    蒙娜丽宁
  • 鸿蒙和安卓,到底有什么区别?

    在 9 月 10 日召开的华为开发者大会上,宣布了鸿蒙2.0 系统正式面世,同时开启了 Beta 版本的测试和开源网站。

    杰哥的IT之旅
  • 开发者眼中的 HarmonyOS 游戏生态:有红利也有挑战

    尽管这两年国内游戏政策不断收紧,但鸿蒙的到来,依然让不少小型休闲游戏开发者跃跃欲试,而随着游戏引擎开始支持 HarmonyOS,HarmonyOS 的游戏生态或...

    深度学习与Python
  • 为什么国内手机巨头们都不支持鸿蒙?

    鸿蒙OS2.0出世,国内一众智能手机厂商终于有了国产的系统使用,不再仰仗洋人的鼻息,眼巴巴地排队等着安卓系统的更新和推送,终于可以翻身农奴把歌唱了!这是国产科技...

    悲了伤的白犀牛
  • 韦东山鸿蒙移植02_必备基础知识

    在RTOS中,本质也是去读写寄存器,但是需要有统一的驱动程序框架。 所以:RTOS驱动 = 驱动框架 + 硬件操作

    韦东山
  • Harmony OS 2.0 与 Android 的困惑

    谷歌如何限制华为?停止商业合作,(1)禁用GMS套件 (2)不能获取更新与适配优化

    Erossssssss
  • 鸿蒙 HAIWEI DevEco Studio 安装配置,运行Hello World!

    2020年9月10日,华为在HDC开发者大会上如约发布鸿蒙 2.0,并面向应用开发者发布Beta版本。明年鸿蒙将全面支持华为手机。

    晨曦_LLW
  • 为鸿蒙说两句公道话(我对鸿蒙的一些看法)

    今天看了鸿蒙系统的评测,看完后我感觉很欣慰,为什么这么说 ?不是很多人吐槽鸿蒙是 Android 套壳吗 ?或者叫鸿蒙 UI 吗?说鸿蒙没有自己的核心技术。看了...

    phoenix.xiao
  • 我的HarmonyOS实战——鸿蒙系统初定义

    鸿蒙并不是一个单纯的手机操作系统,而是手机+智能设备的总称。可以安装在包括手机、手表、无人机等很多设备上。

    天道Vax的时间宝藏
  • 华为「鸿蒙」出世:全球首个微内核全场景分布式OS,可取代安卓,发布即开源

    这是华为历史上规模最大的一次开发者大会,除了万众瞩目的鸿蒙系统之外,华为 EMUI10 系统、搭载海思鸿鹄 818 智能芯片的「荣耀智慧屏」也会在大会上陆续亮相...

    机器之心
  • HarmonyOS与Android的全面对比

    第二是我个人非常看好鸿蒙系统的未来,清楚明白华为和一些民族企业担负的责任和国人的期待,虽然带着一些民族感情;鸿蒙刚发布的时候自己是非常激动的,但是后来项目太忙一...

    肉眼品世界

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券